本發(fā)明涉及熱工控制領(lǐng)域，具體地涉及控制scr脫硝熱解爐溫度的方法及裝置。

背景技術(shù)：

scr脫硝系統(tǒng)采用尿素熱解法制氨工藝中，霧化后的尿素液滴需要在絕熱分解室內(nèi)進行加熱分解，生成的分解產(chǎn)物為氨氣和二氧化碳，分解產(chǎn)物經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入脫硝煙道。熱解爐由加熱器作為熱源來對來自鍋爐的空氣進行加熱，可以通過改變電加熱器的功率來控制熱解爐的溫度維持在合適的范圍，保證完全分解尿素。

熱解爐溫度控制裝置包括控制器、操作站、用于測量物理參數(shù)的熱工儀表等?，F(xiàn)有技術(shù)中，僅采用熱解爐出口溫度作為控制溫度的反饋信號。由于普通的調(diào)節(jié)系統(tǒng)存在滯后性，當被調(diào)量與給定值出現(xiàn)偏差之后才開始進行調(diào)節(jié)。電加熱器功率改變后，對熱解爐出口溫度變化產(chǎn)生影響也是一個緩慢的過程。因此，現(xiàn)有的控制裝置在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時能夠較好的維持熱解爐出口溫度的穩(wěn)定，當系統(tǒng)工況突然發(fā)生改變時，被調(diào)量與給定值的動態(tài)偏差較大，穩(wěn)定時間較長，控制品質(zhì)較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供控制scr脫硝熱解爐溫度的方法及裝置，該方法和裝置能夠?qū)cr脫硝熱爐的溫度進行快速準確的控制。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種控制scr脫硝熱解爐溫度的方法，該方法應用于scr脫硝系統(tǒng)中，該scr脫硝系統(tǒng)包括熱解爐和加熱器，所述加熱器的出口連接至所述熱解爐的入口，該方法包括：根據(jù)熱解爐出口溫度和熱解爐設定溫度獲取加熱器出口溫度目標值；根據(jù)加熱器出口溫度和所述加熱器出口溫度目標值調(diào)整加熱器功率；以及根據(jù)熱解爐的尿素溶液流量調(diào)整所述加熱器功率。

其中，所述根據(jù)熱解爐噴槍的尿素溶液流量對所述目標功率進行調(diào)整包括：根據(jù)所述尿素溶液流量與加熱器功率之間的關(guān)系及所述尿素溶液流量計算與所述尿素溶液流量對應的功率值；以及根據(jù)該對應的功率值調(diào)整加熱器功率。

其中，所述根據(jù)熱解爐噴槍的尿素溶液流量調(diào)整所述加熱器功率還包括：對所述尿素溶液流量進行限幅處理。

本發(fā)明的另一方面還提供一種控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置，該裝置應用于scr脫硝系統(tǒng)中，該scr脫硝系統(tǒng)包括熱解爐和加熱器，所述加熱器的出口連接至所述熱解爐的入口，該裝置包括：溫度檢測模塊，用于檢測電熱器出口溫度和熱解爐出口溫度；主控制模塊，用于根據(jù)所述熱解爐出口溫度和熱解爐設定溫度獲取加熱器出口溫度目標值；以及副控制控制模塊，用于根據(jù)所述加熱器出口溫度和所述加熱器出口溫度目標值調(diào)整加熱器功率。

其中，該裝置還可以包括：流量計，用于檢測熱解爐噴槍的尿素溶液流量；以及前饋控制模塊，用于根據(jù)所述尿素溶液流量調(diào)整所述加熱器功率。

其中，所述前饋控制模塊根據(jù)所述尿素溶液流量與加熱器功率之間的關(guān)系和所述尿素溶液流量計算與所述尿素溶液流量對應的功率值，并根據(jù)該對應的功率值調(diào)整加熱器功率。

其中，所述前饋控制模塊還對所述流量信號進行限幅處理。

其中，所述前饋控制模塊還對所述尿素溶液流量進行濾波處理。

其中，所述主控制模塊可以包括主pid控制器，所述副控制模塊可包括副pid控制器。

本發(fā)明的另一方面還提供一種scr脫硝系統(tǒng)，該scr脫硝系統(tǒng)包括所述控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置。

通過上述技術(shù)方案，通過引入電熱器出口溫度作為溫度調(diào)節(jié)過程的反饋信號，能夠更精確地控制熱解爐的溫度，并進一步將尿素流量作反反饋信號，從而能夠快速地針對流量的波動進行調(diào)節(jié)，并由此能夠?qū)崿F(xiàn)快速度調(diào)節(jié)，保證熱解爐溫度的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置的原理的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的方法的流程圖；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的方法的流程圖。

附圖標記說明

10：溫度檢測模塊20：主控制模塊

30：副控制模塊40：前饋控制模塊

50：流量計60：加熱器

70：熱解爐

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該裝置應用于scr脫硝系統(tǒng)中，該scr脫硝系統(tǒng)包括熱解爐和加熱器，所述加熱器的出口連接至所述熱解爐的入口，該裝置包括：溫度檢測模塊10，用于檢測電熱器出口溫度和熱解爐出口溫度；主控制模塊20，用于根據(jù)所述熱解爐出口溫度和熱解爐設定溫度獲取加熱器出口溫度目標值；以及副控制控制模塊30，用于根據(jù)所述加熱器出口溫度和所述加熱器出口溫度目標值調(diào)整加熱器功率；流量計50，用于檢測熱解爐噴槍的尿素溶液流量；以及前饋控制模塊10，用于根據(jù)所述尿素溶液流量調(diào)整所述加熱器功率。

熱解爐的熱量來源于加熱器，因此對熱解爐溫度的調(diào)整可通過調(diào)整加熱器功率來實現(xiàn)。本實施例中，通過主控制器和副控制器，將加熱器出口溫度和熱解爐出口溫度同時作為反饋調(diào)整信號，并同時引入尿素溶液流量作為前饋信號，可在脫硝系統(tǒng)中出現(xiàn)突發(fā)情況，例如震動、流量突變等情況時，對熱解爐的溫度進行快速準確的調(diào)整。

其中，所述前饋控制模塊40可以根據(jù)所述尿素溶液流量與加熱器功率之間的關(guān)系和所述尿素溶液流量計算與所述尿素溶液流量對應的功率值，并根據(jù)該對應的功率值調(diào)整加熱器功率。

其中，所述前饋控制模塊40還對所述流量信號進行限幅處理。限幅處理是為了防止對加熱器功率調(diào)整時出現(xiàn)過度調(diào)整，可以對所述流量信號時行直接限幅處理，也可以是將流量信號轉(zhuǎn)換為加熱器功率后進行限幅處理，由此設置調(diào)整的上下限，保證調(diào)整后的加熱器功率不會超出特定的范圍。

其中，所述前饋控制模塊40還可以對所述尿素溶液流量進行濾波處理，以使利用流量調(diào)整的過程中不受干擾。

圖2是表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置的原理的示意圖。

在圖2中，所述主控制模塊和副控制模塊分別包括主pid控制器和副pid控制器。

如圖2所示，加熱器60的出口連接至熱解爐70，從而空氣經(jīng)過加熱器60加熱后產(chǎn)生的熱風進入熱解爐70，進入加熱器的空氣可以是經(jīng)過鍋爐加熱的空氣，以為熱解爐提供熱解所需的溫度。在圖2中，主要有兩個被調(diào)量，其中，熱解爐出口溫度t1是主被調(diào)量，加熱器出口溫度t2是副被調(diào)量。熱解爐出口溫度t1和加熱器出口溫度可由溫度傳感器測得。圖2所示的操作站用于設定熱解爐的期望溫度值。

將實測的熱解爐出口溫度t1和熱解爐溫度設定值輸入主pid，經(jīng)過主pid的操作，主pid將輸出加熱器出口溫度目標值。

主pid輸出的加熱器出口溫度目標值和實測的加熱器出口溫度輸入副pid，經(jīng)過副pid的操作，可對加熱器功率進行調(diào)整，從而可輸出被調(diào)整后的加熱器功率。

熱解爐熱量是由加熱器加熱空氣獲得的，因而，加熱器的加功率是影響熱解爐溫度的最重要因素。本實施例中，同時引入熱解爐出口溫度和加熱器出口溫度作為閉環(huán)控制的反饋信號，不僅能夠準確地根據(jù)熱解爐出口溫度的變化調(diào)整加熱器功率，進而達到調(diào)整熱解爐溫度的目的，而且因加熱器出口溫度的變化較熱解爐出口溫度變化較為提前，從而能夠快速地調(diào)整加熱器功率，以使熱解爐在偏離期望溫度之前及時地對其調(diào)整。

因此，如圖2所示，可以優(yōu)選地設置前饋控制模塊40，從而可以進一步地引入尿素溶液流量ft作為前饋控制信號，尿素溶液流量可由流量計測得。

在scr脫硝系統(tǒng)中，通常通過噴槍向熱解爐中注入尿素溶液，由于尿素溶液的溫度與熱解爐不同，因此，尿素溶液的流量大小也會對熱解爐的溫度帶來影響。如果不以尿素流量作為前饋控制信號來對加熱器功率進行調(diào)整，因流量而產(chǎn)生的溫度變化將需到熱解爐出口有所變化時，才能夠通過上述閉環(huán)反饋控制機制來調(diào)整加熱器溫度，從而會產(chǎn)生調(diào)整滯后的問題，當尿素溶液流量不穩(wěn)定時，極易引起熱解爐溫度的波動，從而會降低熱解爐的分解效率。

而在本實施例中，利用流量計測得尿素溶液流量ft，對尿素溶液流量進行濾波，并根據(jù)濾波后的尿素溶液流量ft以及尿素溶液流量與加熱器功率之間的關(guān)系函數(shù)f(x)計算出與該流量對應的加熱器功率，該對應的加熱器功率即在當前尿素溶液流量下，使熱解爐溫度保持穩(wěn)定所需要的加熱器功率。

其中，尿素溶液流量ft與加熱器功率之間的關(guān)系函數(shù)f(x)可以根實實際情況通過多次實驗測試可以獲取。

為了防止在前饋控制時產(chǎn)生過度的調(diào)整，還可以對尿素溶液流量進行限幅處理，或者對由尿素溶液流量轉(zhuǎn)換獲取的加熱器進行限幅處理，以防止被調(diào)整后的加熱器功率超出上限或下限。

需要說明的是，圖2只是一種示例性的說明，前饋控制模塊40對加熱功率的調(diào)整作用和包括主pid和副pid的閉環(huán)調(diào)整作用可以結(jié)合運用，例如，在副pid調(diào)整后輸出的加熱器功率的基礎(chǔ)上進一步利用由前饋控制模塊得出的加熱器功率進行調(diào)整，也可以使前饋控制模塊對加熱器功率的調(diào)整作用與上述閉環(huán)控制作用相互獨立地進行。

本發(fā)明的另一實施例還提供一種scr脫硝系統(tǒng)，該scr脫硝系統(tǒng)包括上述內(nèi)容中所述控制scr脫硝熱解爐溫度的裝置。

圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的方法的流程圖。該方法應用于scr脫硝系統(tǒng)中，該scr脫硝系統(tǒng)包括熱解爐和加熱器，所述加熱器的出口連接至所述熱解爐的入口，如圖3所示，該方法包括以下步驟：

在s310中，根據(jù)熱解爐出口溫度和熱解爐設定溫度獲取加熱器出口溫度目標值。

在s320中，根據(jù)加熱器出口溫度和所述加熱器出口溫度目標值調(diào)整加熱器功率。

在步驟s330中，根據(jù)熱解爐的尿素溶液流量調(diào)整所述加熱器功率。

維持熱解度溫度的熱量來源于加熱器，因此對于熱解爐溫度的調(diào)整可通過調(diào)整加熱器功率來實現(xiàn)，本實施例將熱解爐出口溫度和加熱器出口溫度同時作為閉環(huán)控制的反饋信號，從而能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精確的調(diào)整。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的控制scr脫硝熱解爐溫度的方法的流程圖。

如圖4所示，所述步驟s330還可以優(yōu)選地包括以下步驟：

在步驟s430中，根據(jù)所述尿素溶液流量與加熱器功率之間的關(guān)系及所述尿素溶液流量計算與所述尿素溶液流量對應的功率值。

在步驟s440，根據(jù)該對應的功率值調(diào)整加熱器功率。

其中，為了防止對加熱器功率的過度調(diào)整，該方法還可以進一步地對所述尿素溶液流量進行限幅處理。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于此。在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種簡單變型，包括各個具體技術(shù)特征以任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。但這些簡單變型和組合同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容，均屬于本發(fā)明的保護范圍。